Quimica dos Carboidratos
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Quimica dos Carboidratos

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08/08/2018

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Carboidratos
Prof. Dr. Sideney Becker Onofre

• Grupo variado de substâncias
cuja estrutura básica é formada

por C, H, O.

• Em sua maioria são
polihidroxialdeídos ou

polihidroxicetonas.

• Os carboidratos (também
chamados sacarídeos, glicídios,

oses, hidratos de carbono ou

açúcares), são definidos,

quimicamente, como poli-

hidróxi-cetonas (cetoses) ou

poli-hidróxialdeídos (aldoses).

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Processo de Fotossíntese nos organismos autotróficos

1. Os carboidratos são fornecedores de energia para a principal via

metabólica dos organismos não fotossintéticos.

2. Fornece a maior parte da energia sob a forma de trifosfato de

adenosina (ATP) necessária para o corpo realizar suas atividades

metabólicas. Este processo de geração de energia se dá através da

respiração celular.

Funções

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NUCLEOSÍDEO

NUCLEOTÍDEO = adenosina monofosfato (AMP)

Adenosina difosfato (ADP)

Adenosina trifosfato (ATP)

Adenina

Fosfato

Ribose

Molécula de ATP

Molécula de ATP

Liberação de Energia

Molécula de ATP

ATPase

 ΔG= 7,3 Kcal

 ΔG= -7,3 Kcal

Respiração Celular

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Atuam como elementos estruturais e de proteção na

parede celular das bactérias, fungos e vegetais.

Podem funcionar também como sinalizadores celulares,

participando na comunicação e coordenação das

atividades e funções celulares.

Classificação

a) Quanto a função orgânica

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b) Quanto ao número de carbonos

c) Quanto Isomeria óptica

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d) Número de unidades glicosílicas

Monossacarídeos

Sacarose

Dissacarídeos / Oligossacarídeos

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Polissacarídeos

Polímeros de alto peso molecular (até 420

milhões de daltons) de estrutura complexa e

variada que geram monossacarídeos após

hidrólise por ácidos ou enzimas específicas.

Tipos:

Homopolissacarídeos (ex: amido,

glicogênio).

Heteropolissacarídeos (ex: pectinas).

Homopolissacarídeos

Amido e Glicogênio

O glicogênio é um polímero de subunidades de glicose

unidas por meio de ligações (α1→4) com ligações nas
ramificações.

Os principais depósitos de glicogênio no corpo são encontrados no músculo esquelético e

fígado.

A função do glicogênio muscular é servir como uma reserva de combustível para a síntese de

ATP durante a contração muscular.

A função do glicogênio hepático é manter a concentração de glicose no sangue (glicemia),

especialmente nos estágios iniciais de jejum.

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A amilose corresponde a 1000 moléculas de α-glicose unidas por meio de
uma ligação α-1,4’-glicosídica e está presente na proporção de 20 a 30%.
Já a amilopectina é constituída por cadeias longas e muito ramificadas de

unidades de α-glicose unidas entre a ligação α-1,4’-glicosídica e α-1,6’-
glicosídica).

Homopolissacarídeos

Celulose
• Paredes celulares vegetais rígidas.
• Celulose: principal componente estrutural da parede

celular de plantas.

• Polímero linear de até 15 mil resíduos de D-glicose
unidos por ligação glicosídicas β(1-4).

Celobiose

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Celulose

Heteropolissacarídeos

Pectinas

Heteropolissacarídeos

Substâncias Pécticas

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Monossacarídeos
Carbono Anomérico

Carbono Anomérico

Hemiacetal

Carbono / Hidroxila

Anomérico(a)

• Origem em uma carbonila.
• Altamente reativa.
• Agente redutor em reações de óxido redução.
• Pode se Alfa (α) ou Beta (β).

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Hemiacetal

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Ligação Glicosídica

Propriedades dos Carboidratos

Isomeria - Moléculas quirais têm atividade

óptica, isto é, giram o plano da luz

polarizada.

No. Isômeros = 2n

onde n = número de centros quirais (assimétricos).

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Enantiômeros

São imagens especulares

Reações dos Carboidratos

a) Hidrólise

Reações nas quais oligossacarídeos e polissacarídeos

são hidrolizados, ácida ou enzimaticamente, a

monossacarídeos; por hidrólise também é possível

obter açúcar invertido (glicose + frutose) pela inversão

química ou enzimática da sacarose.

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b) Redução

As aldoses e cetoses podem ser reduzidas pela ação

do boroidreto de sódio a compostos chamados alditóis.

Glicose Sorbitol

Redução Enzimática

Redução Enzimática

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Redução Enzimática

• Catalizado por bases.
• O anel do açúcar se abre formando um enol –

substância altamente instável.

• Conforme se movimenta o par de elétrons da dupla
ligação – um composto será formado.

• Se o movimento for para cima, forma-se D-Glicose e
seu epímero D-Manose.

• Se for para baixo formará D-Frutose.

c) Enolização

Pode correr:

1)No carbono 1 - Ácidos glicônicos

2)No carbono 6 - Urônicos

3)No carbono 1 e 6 - Sacáricos

d) Oxidação

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Glicose Ácido Glicônico

O ácido glicônico ocorre naturalmente na fruta, mel e vinho. Como aditivo

alimentar, é um regulador de acidez. É também usado em produtos de limpeza,

onde dissolve depósitos minerais, especialmente um soluções alcalinas.

Além da sua principal função, que é aumentar a acidez dos alimentos e/ou lhes

conferir sabor acre, os ácidos alimentícios, também chamados de agentes

acidulantes, desempenham várias funções, podendo ser utilizados como

aromatizantes, reguladores de pH e agentes tamponantes, agentes de

fermentação, entre outras.

Ácido Glicurônico Glicose

O ácido glicurônico é excretado principalmente através da urina e na forma

de dióxido de carbono pela respiração. Pouquíssima quantidade de ácido

glicurônico é fixada nos tecidos.

Moléculas lipossolúveis, que não podem ser eliminadas na urina ou bile

(soluções aquosas), devem reagir com ácido glicurônico, para que sua

excreção ocorra. Esse processo que ocorre no fígado é conhecido como

conjugação com o ácido glicurônico.

Enzimas

O ácido sacárico pode ser obtido a partir

da oxidação da glicose por ácido nítrico.

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Os Amino açúcares são obtidos por substituição de um ou

mais grupo de OH do monossacarídeo por um grupo

amino (NH2).

Os monossacarídeos N-acetilglicosamina e N-

acetilgalactosamina são os mais comuns.

e) Aminação

f) Reação de Desidratação

• Pode ocorrer em Pentoses e Hexoses.
• Catalizado por bases pH 8 a 9 – ideal.
• Estáveis em pH 3 – 4.
• Esses compostos perdem três moléculas de água

formando 2-Furaldeído (Furfural) (Pentoses) e 5-

Hidroximetil-2-furaldeído (HMF) (Hexoses).

• Formam flavorizantes e pigmentos como as
melanoidinas.

• Ocorre em meio ácido sob aquecimento.
• Podem decompor devido a sua instabilidade dando

origem a Ácido Levulínico, Ácido Fórmico, Acetoína,

Diacetil, Ácido Láctico, Ácido Pirúvico e Ácido Acético.

a)

b)

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Inicia-se pela desidratação do açúcar redutor provocando a quebra de

ligações glicosídicas, quando elas existem como na sacarose, abertura do

anel hemiacetálico, formação de novas ligações glicosídicas.

Como resultado ocorre a formação de polímeros insaturados, os

caramelos.

Glicose
Melanoidinas

g.1 Caramelização

g) Reações de Escurecimento – Não Enzimático

1a Etapa:

- Glicose ou outro

açúcar redutor sofre

isomerização em C1

passando H de C2 para

C1 → forma dienol

2a Etapa:

-Etapa das desidratações:

saem 3 moléculas